剖视图；图3b为三维结构示意图；
[0016]图4为本发明技术解决方案的转轴结构图；其中图4a为剖视图；图413为三维结构示意图。
[0017][主要标记符号说明]
[0018]1-1-上定子铁心、1-2-下定子铁心、2-1-上轴向上端激磁线圈、3-1-上轴向下端激磁线圈、2-2-下轴向下端激磁线圈、3-2-下轴向上端激磁线圈、4-转轴、5-上轴向球壳气隙、6-下轴向球壳气隙。
具体实施方案
[0019]如图1所示，一种轴向球面纯电磁磁轴承，主要由定子系统和转轴两部分组成，定子系统主要包括:上定子铁心1-1、下定子铁心1-2、上轴向上端激磁线圈2-1、上轴向下端激磁线圈3-1、下轴向下端激磁线圈2-2和下轴向上端激磁线圈3-2 ;上定子铁心包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，且球面中磁极的面积大于球面左磁极和球面右磁极的面积之和，优选为球面中磁极的面积为球面左磁极和球面右磁极的面积之和的3倍，上定子铁心1-1球面左磁极左侧边缘与上定子铁心1-1球面右磁极右侧边缘形成的夹角为85°，上定子铁心1-1球面左磁极右侧边缘与上定子铁心1-1球面中磁极左侧边缘之间距离为3.8mm，上定子铁心1_1球面右磁极左侧边缘与上定子铁心1_1球面中磁极右侧边缘之间距离为3.8mm，上定子铁心1_1球面左磁极左侧边缘与上定子铁心1_1球面左磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，上定子铁心1-1球面左磁极右侧边缘与上定子铁心1-1球面左磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，上定子铁心1-1球面中磁极左侧边缘与上定子铁心1-1球面中磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，上定子铁心1-1球面中磁极右侧边缘与上定子铁心1-1球面中磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，上定子铁心1-1球面右磁极左侧边缘与上定子铁心1-1球面右磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，上定子铁心1-ι球面右磁极右侧边缘与上定子铁心1-1球面右磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，下定子铁心1-2包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，下定子铁心1-2球面左磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面右磁极右侧边缘形成的夹角为85°，下定子铁心1-2球面左磁极右侧边缘与下定子铁心1-2球面中磁极左侧边缘之间距离为3.8mm,下定子铁心1-2球面右磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面中磁极右侧边缘之间距离为3.8mm,下定子铁心1-2球面左磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面左磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，下定子铁心1-2球面左磁极右侧边缘与下定子铁心1-2球面左磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，下定子铁心1-2球面中磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面中磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，下定子铁心1-2球面中磁极右侧边缘与下定子铁心1-2球面中磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，下定子铁心1-2球面右磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面右磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，下定子铁心1-2球面右磁极右侧边缘与下定子铁心1-2球面右磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，上定子铁心1-1球面中磁极的径向内侧从上到下依次绕制上轴向上端激磁线圈2-1和上轴向下端激磁线圈3-1，上轴向上端激磁线圈2-1的线圈胆数为90?180胆，上轴向下端激磁线圈3-1的线圈匝数为18?48匝，在本实施例中上轴向上端激磁线圈2-1的线圈匝数优选为140匝，上轴向下端激磁线圈3-1的线圈匝数优选为30匝，上定子铁心1-1、上轴向上端激磁线圈2-1和上轴向下端激磁线圈3-1共同构成上球面定子，下定子铁心1-2球面中磁极的径向内侧从下到上依次绕制有下轴向下端激磁线圈2-2和下轴向上端激磁线圈3-2，下轴向下端激磁线圈2-2的线圈匝数为70?150匝，下轴向上端激磁线圈3-2的线圈匝数为10?30胆，在本实施例中下轴向下端激磁线圈2-2的线圈胆数为140胆，下轴向上端激磁线圈3-2的线圈匝数优选为30匝，下定子铁心1-2、下轴向下端激磁线圈2-2和下轴向上端激磁线圈3-2共同构成下球面定子，转轴4位于上定子铁心1-1和下定子铁心1-2之间，转轴4上球面与上定子铁心1-1球面间留有一定的球壳间隙，形成上轴向球壳气隙5，转轴4下球面与下定子铁心1-2球面间留有一定的球壳间隙，形成下轴向球壳气隙6。
[0020]图2为上、下球面定子和双线圈结构图，图2a为剖视图；图2b为三维结构示意图，上球面定子主要包括:上定子铁心1-1、上轴向上端激磁线圈2-1和上轴向下端激磁线圈
3-1，下球面定子主要包括:下定子铁心1-2、下轴向下端激磁线圈2-2和下轴向上端激磁线圈3-2 ;上定子铁心1-1球面中磁极的径向内侧从上到下依次绕制上轴向上端激磁线圈2-1和上轴向下端激磁线圈3-1，上轴向上端激磁线圈2-1的线圈胆数为90?180胆，上轴向下端激磁线圈3-1的线圈胆数为18?48胆，在本实施例中上轴向上端激磁线圈2-1的线圈匝数为140匝，上轴向下端激磁线圈3-1的线圈匝数为30匝，下定子铁心1-2球面中磁极的径向内侧从下到上依次绕制有下轴向下端激磁线圈2-2和下轴向上端激磁线圈3-2，下轴向下端激磁线圈2-2的线圈匝数为70?150匝，下轴向上端激磁线圈3-2的线圈匝数为10?30胆，在本实施例中下轴向下端激磁线圈2-2的线圈胆数为140胆，下轴向上端激磁线圈3-2的线圈胆数为30 0L上轴向上端激磁线圈2-1和上轴向下端激磁线圈3-1的轴向间隙为0.4mm?0.7mm，下轴向下端激磁线圈2_2和下轴向上端激磁线圈3_2的轴向间隙为
0.4mm?0.7mm，在本实施例中上轴向上端激磁线圈2_1和上轴向下端激磁线圈3_1的轴向间隙为0.5mm，下轴向下端激磁线圈2-2和下轴向上端激磁线圈3_2的轴向间隙为0.5mm，优选间隙的原则为确保两个线圈在分别通入电流后，两者之间形成的互感最小以及漏磁最小。
[0021]图3为本发明技术解决方案的上、下定子铁心结构图；其中图3a为剖视图；图3b为三维结构示意图，上定子铁心1-1包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，上定子铁心1-1球面左磁极左侧边缘与上定子铁心1-1球面右磁极右侧边缘形成的夹角为85°，上定子铁心1-ι球面左磁极右侧边缘与上定子铁心1-1球面中磁极左侧边缘之间距离为3.8mm，上定子铁心1_1球面右磁极左侧边缘与上定子铁心1_1球面中磁极右侧边缘之间距离为3.8mm，上定子铁心1_1球面中磁极左侧圆柱面与上定子铁心1_1球面左磁极和上定子铁心1-1球面中磁极的连接处所成角度为90°，上定子铁心1-1球面中磁极右侧圆柱面与上定子铁心1-1球面中磁极和上定子铁心1-1球面右磁极的连接处所成角度为90°，上定子铁心1-1球面左磁极左侧边缘与上定子铁心1-1球面左磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，上定子铁心1-1球面左磁极右侧边缘与上定子铁心(1-1)球面左磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，上定子铁心1-1球面中磁极左侧边缘与上定子铁心1-1球面中磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，上定子铁心1-1球面中磁极右侧边缘与上定子铁心1-1球面中磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为77°，上定子铁心1-1球面右磁极左侧边缘与上定子铁心1-1球面右磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，上定子铁心1-1球面右磁极右侧边缘与上定子铁心1-1球面右磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，下定子铁心1-2包括球面左磁极、球面中磁极和球面右磁极，下定子铁心1-2球面左磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面右磁极右侧边缘形成的夹角为85°，下定子铁心1-2球面左磁极右侧边缘与下定子铁心1-2球面中磁极左侧边缘之间距离为3.8mm,下定子铁心1_2球面右磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面中磁极右侧边缘之间距离为3.8mm,下定子铁心1_2球面中磁极左侧圆柱面与下定子铁心1-2球面左磁极和下定子铁心1-2球面中磁极的连接处所成角度为90°，下定子铁心1-2球面中磁极右侧圆柱面与下定子铁心1-2球面中磁极和下定子铁心1-2球面右磁极的连接处所成角度为90°，下定子铁心1-2球面左磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面左磁极左侧圆弧边缘切线所成夹角为45°，下定子铁心1-2球面左磁极右侧边缘与下定子铁心1-2球面左磁极右侧圆弧边缘切线所成夹角为110°，下定子铁心1-2球面中磁极左侧边缘与下定子铁心1-2球面中磁极左侧圆弧边缘